A velocidade de rotação de um emulsificante de laboratório é maior, melhor?

A resposta é não. Quando a velocidade rotacional atinge um valor excessivamente alto, tende a dificultar o movimento do fluido. A vazão se torna extremamente baixa enquanto a geração de calor aumenta acentuadamente, e alguns materiais podem até se reaglomerar, levando a resultados insatisfatórios.

Emulsificantes de laboratório desempenham um papel crucial nos sistemas de mistura de equipamentos industriais. Eles são particularmente indispensáveis para mistura sólido-líquido, mistura líquido-líquido, emulsificação óleo-água, homogeneização por dispersão e moagem por cisalhamento. Eles são chamados de "emulsificantes" porque podem alcançar a emulsificação — misturando cuidadosamente as fases de óleo e água para formar emulsões, que são categorizadas em sistemas água-em-óleo (W/O) ou óleo em água (O/W). Dois requisitos essenciais devem ser atendidos para uma emulsificação eficaz: primeiro, cisalhamento e dispersão mecânicas intensas para quebrar simultaneamente tanto as fases aquosa quanto a óleosa em pequenas gotículas. Quando essas gotas se recombinam, elas se interpenetram e se misturam formando uma emulsão. Segundo, é necessário um emulsificante adequado para atuar como meio de ponte entre moléculas de óleo e água. Por meio de cargas eletrostáticas e forças intermoleculares, o emulsificante permite que a mistura óleo-água permaneça estável pelo período desejado.

Hoje, a aplicação dos emulsificantes vai além da mera "emulsificação". Graças à sua ação única de cisalhamento, eles podem decompor e impactar partículas sólidas em líquidos, refinando-as para o tamanho desejado de partículas. Isso permite que sólidos se misturem completamente em líquidos e formem suspensões relativamente estáveis. Semelhante aos emulsificantes, adicionar dispersantes aumenta a estabilidade dessas suspensões. Se uma substância sólida puder ser completamente dissolvida em um líquido por contato prolongado, as pequenas partículas formadas por cisalhamento e impacto se dissolverão muito mais rápido — sua área superficial específica aumenta exponencialmente.

As pessoas se acostumaram a usar homogeneizadores de alta pressão para obter partículas finas, levando à associação entre refinamento e homogeneização. Assim, o processo de refinamento de partículas e mistura completa alcançado pelos emulsificantes é essencialmente um processo de homogeneização. Por essa razão, emulsificantes também são chamados de homogeneizadores. Para distinguir diferentes tipos, eles frequentemente são rotulados com modificadores como "alta velocidade" ou "alta cisalhamento", resultando em vários nomes: homogeneizadores a vácuo, homogeneizadores de alta cisalhamento, homogeneizadores estéreis, homogeneizadores em linha e outros.

As pessoas se acostumaram a usar homogeneizadores de alta pressão para obter partículas finas, levando à associação entre refinamento e homogeneização. Assim, o processo de refinamento de partículas e mistura completa alcançado pelos emulsificantes é essencialmente um processo de homogeneização. Por essa razão, emulsificantes também são chamados de homogeneizadores. Para distinguir diferentes tipos, eles frequentemente são rotulados com modificadores como "alta velocidade" ou "alta cisalhamento", resultando em vários nomes: homogeneizadores a vácuo, homogeneizadores de alta cisalhamento, homogeneizadores estéreis, homogeneizadores em linha e outros.

A intensidade da ação de cisalhamento de um emulsificante afeta diretamente a finura final da partícula. A análise mostra que essa intensidade está principalmente relacionada à nitidez e dureza das pás, ao espaço entre o rotor e o estator, à velocidade relativa de movimento das duas superfícies de cisalhamento e ao tamanho máximo permitido das partículas que passam por elas. Na maioria dos casos, a afiação, dureza, folga entre rotor e estator e tamanho permitido das partículas são fixos ou não destinados a serem modificados. Portanto, a velocidade relativa de movimento das pás do emulsificador — expressa como a velocidade linear circunferencial do rotor — torna-se o fator mais influente. Uma velocidade linear maior aumenta a densidade de cortes ou impactos no fluido que flui radialmente, resultando em um refinamento mais forte. O oposto também é verdade.

No entanto, essa velocidade linear não é infinitamente melhor. Em valores extremamente altos, tende a dificultar o fluxo de fluidos, levando a taxas de fluxo muito baixas e geração excessiva de calor. Alguns materiais podem até se reaglomerar, produzindo resultados subótimos. Além disso, experimentos laboratoriais são caracterizados por pequenos volumes de amostras. Para acomodar essas pequenas quantidades, o tamanho físico do rotor e do estator do emulsificante deve ser reduzido, ou seja, um diâmetro menor. Para compensar o impacto negativo de um diâmetro menor na velocidade linear, a velocidade angular do rotor deve ser aumentada — daí a "alta velocidade de rotação" dos equipamentos laboratoriais.

Em resumo, a velocidade rotacional de um emulsificante de laboratório deve ser determinada com base em condições práticas, considerando os requisitos de processamento e a economia de produção existentes. Para emulsificadores com potência inferior a 18,5KW, um motor bipolar com 3000rpm é comumente utilizado. Para aqueles entre 22KW e 55KW, é preferido um motor de 4 polos com 1500rpm. Para emulsificantes acima de 75KW, um motor de 6 polos com 1000rpm é adequado.